模型中虚拟索引实现的替代方案

Question

所以我又遇到了QObjects 不能与模板混合的限制（至少不能直接混合）。基本上我有一个代理模型类，它使用索引将源位置转换为本地位置并返回。索引可以通过多种方式实现，现在我需要两个版本，一个使用QHash，一个使用QVector。索引的界面对两者都是通用的，只有在索引操作方面存在细微差别。使用模板这很容易，我会将类设为模板，然后对这两种情况使用专门化。

但是模型需要是QObject，所以我似乎需要像这样使用多态性：

class IndexInterface;
class VectorIndex; //inherits IndexInterface
class HashIndex; //inherits IndexInterface

class ProxyModel : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    enum IndexType { Vector, Hash };

    explicit ProxyModel(IndexType indexType, QObject *parent = 0) :
        QObject(parent), 
        index(indexType == Vector ? new VectorIndex : new HashIndex) 
    {
    }
    //...

private:
    IndexInterface *index = nullptr;
};

我对此有几个问题。首先，它需要动态分配我想摆脱的索引。其次，由于使用指向IndexInterace 的指针来调度对索引的调用，因此不会内联索引的任何方法（我查看了反汇编代码以确认这一点并尝试了各种优化等无济于事）。

在没有动态分配索引和对索引没有虚拟调用的情况下，这种设计的理想替代方案是什么？

Answer 1

使特定于索引类型的类成为基类之一：

template <typename Index> class IndexHandler {
};

using VectorIndexHandler = IndexHandler<QVector>;
using HashIndexHandler = IndexHandler<QHash>;

class VectorIndexProxy : public QAbstractItemModel, VectorIndexHandler {
  ... // should be very small
};

class HashIndexProxy : public QAbstractItemModel, HashIndexHandler {
  ... // should be very small
};

那么不要将索引类型传递给构造函数，而是使用工厂函数：

QAbstractItemModel * proxyFactory(IndexType indexType, QObject * parent = 0) {
  switch (indexType) {
  case Foo::Vector:
    return new VectorIndexProxy(parent);
  ...
  }
}

如果您设想一个比QAbstractItemModel 更广泛或不同的接口，您当然需要编写这样一个基类并在具体实现中从它派生。

如果IndexHandler 需要，您可以使用 CRTP 直接调用派生类的方法，使其更小：

template <typename Index, typename Derived> class IndexHandler {
  Derived * derived() { return static_cast<Derived*>(this); }
  const Derived * derived() const; // as above
  void foo() {
    derived()->setObjectName("Yay");
  }
};

class VectorIndexProxy : 
  public QAbstractItemModel, 
  public VectorIndexHandler<QVector, VectorIndexProxy>
{
  ... // should be very small
};

您还可以将基类中的方法“提升”为 Qt 插槽：

class VectorIndexProxy : ... {
#ifdef Q_MOC_RUN
   Q_SLOT void foo();
#endif
};

请参阅this question，了解如何使用带有信号和槽的非 QObject 基类。

最后，您可以使用PIMPL idiom，并根据您的需要拥有一个固定类型的具体实现。工厂将在构造函数中调用，您将在不同的 PIMPL 中交换不同的索引。这并不像您想象的那么昂贵，因为所有 Qt 类都已经动态分配了 PIMPL，因此您可以通过从 QObjectPrivate (#include <private/qobject_p.h>) 派生 PIMPL 并传递PIMPL 的实例到受保护的QObject(QObjectPrivate&)。这种模式在 Qt 中无处不在，所以即使它是一个实现细节，它至少在 Qt 5 中并没有消失。这是一个粗略的草图：

// ProxyModel.cpp
#include <private/qobject_p.h>

class ProxyModelPrivate : public QObjectPrivate { 
  // Note: you don't need a q-pointer, QObjectData already provides it
  // for you! CAVEAT: q-pointer is not valid until the QObject-derived-class's
  // constructor has returned. This would be the case even if you passed
  // the q-pointer explicitly, of course.
  ... 
}; // base class

class VectorProxyModelPrivate : public ProxyModelPrivate { ... };

class ProxyModel : public QObject
{
  Q_OBJECT
  Q_DECLARE_PRIVATE(ProxyModel)
  ProxyModel * pimpl(IndexType indexType) {
    switch (indexType) {
    case Vector: return new VectorProxyModelPrivate();
    ...
  }
public:
    enum IndexType { Vector, Hash };

    explicit ProxyModel(IndexType indexType, QObject *parent = 0) :
        QObject(*pimpl(IndexType), parent)
    {}
};

如果您从QAbstractItemModel 派生，您的PIMPL 将以同样的方式从QAbstractItemModelPrivate 派生；这适用于 Qt 中的任何 QObject-deriving 类！